傅昶彬课件系列—组合结构第一章 绪论.ppt

* 四川大学建环学院 2015.9 傅昶彬课件系列—组合结构 第一章 绪论 主要内容 ◆组合结构的定义及分类　　 ◆发展历史及现状　　 ◆组合作用及其基本原理　 课 程 简 介 一位优秀的结构工程师，应尽可能地充分利用不同材料的力学性能设计出既安全可靠又经济适用的建筑。组合结构遵循这一原则，充分利用组和在一起共同工作的两种或两种以上材料的优点，克服缺点，使组合结构具有更高的承载力和变形能力。从现代结构的发展趋势来看，组合结构具有广阔的应用前景。课程的主要内容为压型钢板与混凝土组合板、钢与混凝土组合梁、型钢混凝土受力构件、钢管混凝土受力构件的设计原理等。教学以已学课程《结构设计原理》（上、下）为基础，难度系数高于结构设计设计原理，并以课堂讲授为主，辅以提问、讨论、课余作业、答疑和小论文等训练，使学生掌握现代组合结构的设计方法，具备创新性的组合结构设计能力，为今后从事结构设计和研究工作打下坚实的基础。课程的特点体现为半理论半实验性、规范性、多解性和创新新。 1.1 组合结构的定义及分类　 组合结构——由两种及两种以上材料组成的能共同受力、协调变形的构件建造的结构。 混合结构——由不同材料构件或结构系统组合在一起，形成能够共同承受竖向和水平作用的结构。 目前组合结构与混合结构无统一定义 日语称“合成” 、“混合” 和“複合”構造 英文用“composite” 、“mixed”和“hybrid” Structure ごぅせぃ こんごぅ ふくごぅ こぅぞぅ 1.教材给出的定义 1.1 组合结构的定义及分类　 2.组合结构分类 ◆一般组合构件类 型钢混凝土(SRC—steel reinforced concrete)构件 钢管混凝土(CFT—concrete filled steel tube)构件 钢与混凝土组合梁 压型钢板与混凝土组合板 组合桁架 一般组合结构形式 ◆抗侧构件类 内埋钢板或钢斜撑的剪力墙、组合支撑等。 1.1 组合结构的定义及分类　 2.组合结构分类 内埋钢斜撑剪力墙 防屈曲耗能支撑 ◆分段变材类 下部SRC柱—上部RC(或S)柱 端部SRC(或RC)梁—中部S梁等。 1.1 组合结构的定义及分类　 2.组合结构分类 分段变材组合构件 1.1 组合结构的定义及分类　 （1）SRC柱-S(或RC)梁、CFT柱-S(或SRC)梁； （2）S框架-RC抗震墙、RC框架-S支撑等； （3）下部SRC框架-上部S(或RC)框架； （4）外围S(或SRC)框架-RC核心筒； （5）X方向SRC框架-Y方向RC框架等。 3.混合结构分类 混合结构形式 1.2 发展历史及现状　　 ◆型钢混凝土结构 型钢混凝土梁 型钢混凝土柱 是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，起源于欧美，其最早的形式是在钢构件外包裹砖砌体，砖主要作为钢材的防火材料，其后砖砌体逐渐被混凝土构件尤其是钢筋混凝土构件所取代，形成了型钢混凝土结构，其承载力显著提高。在日本，最早的型钢混凝土结构房屋是1923年建成的日本兴业银行。 最早应用于1879年英国建造的Severn铁路桥的桥墩中，在钢管内填充混凝土以防止钢材锈蚀并承受压力；在建筑结构中采用钢管混凝土是在20世纪70年代，至90年代进入建设的高峰期。 ◆钢管混凝土结构 1.2 发展历史及现状　　 钢管混凝土拱桥 钢管混凝土柱节点 1.2 发展历史及现状　　 ◆钢-混凝土组合梁 钢-混凝土组合梁 应用始于20世纪50年代，最初按换算截面法计算，60年代以后逐渐改按塑性理论分析。 在国外广泛应用于高层钢结构房屋，我国始于1984年，如上海瑞金大厦、北京香格里拉饭店、北京京城大厦等。 1.2 发展历史及现状　　 ◆压型钢板混凝土组合楼盖 压型钢板混凝土组合楼盖 ◆混合结构 1.2 发展历史及现状　　 最早为1972年美国建造的Gateway Ⅲ Building. 其后较著名的有1998年建成的452m马来西亚吉隆坡石油双塔楼、1998年建成的421m上海金茂大厦和2003年建成的508m台北101大楼等。 美国芝加哥ＳＯＭ设计事务所设计，上海建工集团总承包施工，主体高372.1m，总高421m，地下3层、主体88层、屋顶2层，高宽比6.9，8根外柱： 1.5m×5m→1m× 3.5m筒壁厚800mm～450mm。 上海金茂大厦 ◆混合结构 1.2 发展历史及现状　　 2009年9月竣工的广州新电视塔 1.3 组合作用及其基本原理　 组合作用是两种材料能够共同工作的前提条件，一般表现在两个方面：一是传递交界面上的剪力；二是抵抗两者之间的掀起